专题16：动能和势能、机械能及其转化-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题16 动能和势能、机械能及其转化 考点1　动能、势能和机械能 要点 概念 特点 决定大小的因素 共同特点 动能 物体由于________而具有的能量 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功 势能 重力 势能 物体由于被________而具有的能量 一切被举高的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性 势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能 形变程度、材料 机械能 能量 一个物体能够________，我们就说这个物体具有________。 （1）能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量； （2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。 考点2　机械能守恒及其转化 机械能间 的转化 无外力作用 下能的转化 机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和保持不变 实验1　动能的大小与什么因素有关 1．实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、________、________。 2．实验方法：________________________和________________。 3．实验现象： （1）同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度________，撞得木块运动的距离越远。 （2）木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度________，铁球撞得木块运动得远。 4．实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量________，速度________，物体具有的动能就越大。 5．问题探究： （1）在实验中，铁球动能的大小是如何显示的？ ______________________________________________________________________________。　 （2）在实验中，为什么让不同的小球从斜面的同一位置释放？ ________________________________________________________________________。 （3）在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放？ ________________________________________________________________________。 （4）在实验中，应注意什么问题？ ________________________________________________________________________。 基础检测(限时30min) 1．在飞机水平匀速飞行，并不断空投物资的过程中，飞机的：（　　） A．动能不变，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能和重力势能都减小 D．动能和重力势能都增大 2．科技兴农赋能乡村振兴，如图所示，农业工作人员正在使用无人机给农作物喷洒农药。无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的（    ） A．动能变大 B．重力势能变大 C．动能变小 D．重力势能不变 3．据统计，今年国庆节期间，有“天下一绝”、“世界梯田原乡”之称的龙胜龙脊梯田景区接待国内外游客12.15万人次。图为游客乘坐缆车观赏梯田的情景，当游客乘坐缆车匀速上升时，关于缆车的能量变化，下列说法正确的是（   ） A．动能不变，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能减小，机械能不变 C．动能增大，势能不变，机械能增大 D．动能减小，势能增大，机械能不变 4．踢毽子是一项常见的健身运动，课间，同学们一起踢毽子锻炼身体，踢出去的毽子在向上运动的过程中（　　） A．毽子的重力势能增大 B．毽子的运动状态不变 C．毽子受到惯性的作用 D．毽子的机械能不变 5．飞机把救灾物资运往地震灾区，到达灾区后飞机做水平匀速飞行，在物资空投的过程中，飞机的动能将 ，飞机的重力势能将 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 6．10月19日，“奔跑吧·少年” 2024年陕西省青少年体育俱乐部射箭联赛总决赛在礼泉县袁家村举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 能，箭的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 7．2024年4月30日，太空“出差”半年的神舟十七号乘组汤洪波、唐胜杰、江新林成功返回地球家园。返回舱在减速降落过程中，表面温度高达到3000℃以上，返回舱所受合力的方向是向 的，机械能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）。 8．2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射（如图）。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的 ，火箭加速升空的过程其机械能将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。    9．如图用钢球、木块和带有斜槽的长木板来探究物体的动能与哪些因素有关。 (1)如图甲，钢球在滚下斜槽的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过 来反映的。 (2)通过探究，小明得知动能的大小与物体的质量和速度都有关，他从课外书上看到如图乙所示的方案：用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块。想要验证钢球的动能与质量的关系，图乙方案的操作 （选填“能”或“不能”）控制钢球的速度不变。 (3)如图丙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。 10．图甲中小车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是小车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图， （1）则小车的重力势能在 点最大； （2）B点重力势能的大小 E点动能的大小，B点的速度 D点的速度（选填“大于”“小于”或“等于”）； （3）在这个过程中，小车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 11．如图所示是正在航拍的无人机，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的最大上升速度为5m/s，机身质量为1.5kg，求： （1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要多长时间？ （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功是多少？ 12．将一质量为0.5kg小球P从高度为4m，长为6m的斜面上，由静止下滑至水平面，小球在下滑过程中，重力所做的功和克服摩擦力所做功之差等于小球P动能的变化量。（已知动能表达式为Ek=mv2）求： （1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能； （2）小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功。 拔高检测(限时30min) 13．如图是巴黎奥运会女子撑杆跳高决赛过程，下列有关说法不正确的是（　　） A．撑杆时手握杆的上部，是利用力的作用效果与力的作用点有关 B．加速助跑阶段，运动员机械能增大 C．在撑杆恢复原状的过程中，撑杆的弹性势能不断变小 D．运动员运动到最高点时，受到平衡力作用，此瞬间她的动能为零 14．电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进，并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中，扫地车整体的（　　） A．动能变小，重力势能变大 B．动能不变，重力势能变大 C．机械能增大，电能转化为机械能 D．机械能不变，动能转化为重力势能 15．在2023年杭州亚运会滑板女子街式决赛中，年仅13岁的中国小将崔宸曦夺得金牌．如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图．运动员在滑台甲处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，不可能滑到滑台丙处的是（　　） A． B． C． D． 16．学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 17．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化如图所示。CD段返回器的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”，下同），BC段返回器的机械能 ；AB段返回器动能减少量 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的增加量。 18．如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。 19．如图甲是蹦极运动过程示意图，小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙（不计空气阻力）。 (1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F （填“大于”“等于”或“小于”）G； (2)图像中a曲线表示 能的变化情况； (3)图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为： 。 20．如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ，然后解释该结构工作的原理 。 21．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，不考虑空气阻力。 (1)实验中通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较；若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度， （选填“能”或“不能”）研究物体的动能大小与速度的关系； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功。若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 （填写序号）； A．换质量更大的木块        B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于的钢球    D．换质量小于的钢球 (3)小华还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为，B小球通过凹形槽的时间为，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 22．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明设计了如图甲所示的装置进行探究。 (1)将弹簧、正方体木块按照如图甲放置在粗糙的水平面上，弹簧左侧固定，手移动木块将弹簧压缩不同程度后，松手释放木块，木块由静止向右运动，最终停下；分别测量出木块移动的距离。实验中，弹簧的 能转化为木块的 能，最终转化为 能。 实验中，小明又发现在水平桌面上运动的木块离开桌面后，会沿着曲线运动并最终到地面上。物体离开桌面后在水平方向运动的距离与哪些因素有关呢？他提出以下三个猜想： 猜想1：与物体离开桌面时的速度有关； 猜想2：与物体的质量有关： 猜想3：与物体离地面的高度有关 (2)为此，小明设计如图乙所示的实验装置，弹簧一端固定，用小球实验。为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持 不变，将弹簧压缩到不同的长度，比较小球离开桌面后，在水平方向运动的距离s。最终证明猜想1是正确的。 (3)小明接下来想探究猜想2，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放后，比较小球水平运动的距离，然后得出结论。你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： 。 (4)小明添加测速仪，进行了正确的实验，并记录数据如下： 序号 质量m/g 速度 离地高度H/cm 水平飞行距离s/cm 1 5 5 20 10 2 10 5 20 10 3 15 5 20 10 4 20 5 45 15 5 25 5 80 20 6 30 5 125 25 7 50 5 40 ①有同学认为根据表格中的数据，无法得出物体离开桌面后在水平方向上运动的距离与物体离地面高度的关系，你 （选填“同意/不同意”）这个观点同意吗？请说出理由 。 ②根据表格中的数据，在图丙作出图像。( ) ③表格中缺失的数据应该是 。 23．如图所示，圆柱体物体高为2m，底面积为200cm2，密度为2.5×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3，某人在河边通过图示滑轮装置（滑轮、绳子质量和摩擦均不计）将该物体从水中以0.2m/s的速度匀速拉起，水面高度始终不变，人手中绳子能承受的最大拉力为400N，g取10N/kg。某时刻，圆柱体下底面距离河面为5m；求： （1）从此时算起，经过多长时间绳子将被拉断？ （2）在上述过程中，人所做的功是多少焦耳？ （3）已知一个物体重力势能的变化（ΔEP）等于该物体的重力（mg）与该物体重心高度的变化Δh的乘积，公式为ΔEP＝mgΔh，试求上述过程中水的重力势能的变化为多少？ 24．已知物体动能的表达式为，重力势能的表达式为，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算： （1）物体在A点时具有的重力势能是多少？ （2）物体到达B点时的速度是多少？ （3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？ （4）物体在水平面上滑行的距离是多少？ 25．物理跨学科实践让同学们运用综合知识分析所涉及到的问题，培养解决问题的能力。 （1）汽车在上山时，它的重力势能 （填“增大”或“不变”或“变小”）。该汽车的重量约为1.5t，它从地面到80m高的山上用时2min，克服重力做功的功率 W，上山时，由于汽车发动机功率不变，为保证安全，会降低速度行驶，当速度降低50%时，所获得的牵引力为原来的 倍； （2）目前全球在轨卫星数量高达4000多颗，卫星在从远地点向近地点运行的过程中，它的速度 （填“变大”或“不变”或“变小”），为使卫星在预定航道上运行，备要足够的速度平衡引力与离心力，所以在制造卫星时， （选填“需要”或“不需要”）考虑阻力对速度的影响； （3）黑胶唱片深受音乐发烧友的喜爱。唱片声音是由物体 产生的，通过规律振动记录下来，以便声音重现；如图，黑胶唱片上有超细的 （选填“锯齿”或“光滑”）状轨道。当唱针在里面滑动时，就会因为锯齿轨道而产生极细微的振动，而这些振动再经由唱头内部的缝隙并磁铁产生电磁感应，将那些刻在轨道中的声音波纹转换为声音电磁讯号，就像 选填（“麦克风”或“扬声器”），最后经由功放把电磁声音讯号放大到能推动喇叭的程度，最后我们就能听到声音啦！一张12寸黑胶唱片，最外圆轨道周长约100cm，最内圆轨道周长约45cm，之间凹槽处为音轨，利用唱片机将唱针放在最外圈轨道上即可插放乐曲，唱片视为匀速转动。在听唱片时，若唱针走完整个音轨厚度一半时，所用时间为30min，那么唱针走完剩余轨道所需要的时间约为 min（保留整数）。（选填“5”或“10”或“15”或“20”） 26．阅读短文，回答问题。 多功能喷洒车 某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。 喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。 最大能效 喷水最大流量 120L/min 水箱容积 柴油机效率 50% 发电机效率 80% (1)喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min； (2)下列关于雾炮机的说法正确的是___________； A．风机、转向机都是将机械能转化为电能 B．水泵和液压泵串联在电路中 C．水离开喷嘴处后，风机产生的强风仍对水做功 D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆 (3)某次喷洒车以10m/s匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还能实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为，求该过程中：该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min需要消耗柴油 kg。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题16 动能和势能、机械能及其转化 考点1　动能、势能和机械能 要点 概念 特点 决定大小的因素 共同特点 动能 物体由于运动而具有的能量 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功 势能 重力 势能 物体由于被举高而具有的能量 一切被举高的物体都具有重力势能 质量、高度 弹性 势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能 形变程度、材料 机械能 能量 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 （1）能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量； （2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做功。 考点2　机械能守恒及其转化 机械能间 的转化 无外力作用 下能的转化 机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和保持不变 实验1　动能的大小与什么因素有关 1．实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、斜面、木块。 2．实验方法：控制变量法和转换法。 3．实验现象： （1）同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度越大，撞得木块运动的距离越远。 （2）木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，铁球撞得木块运动得远。 4．实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 5．问题探究： （1）在实验中，铁球动能的大小是如何显示的？ 水平面上木块被撞出的距离显示了铁球动能的大小，木块被撞出得越远，铁球的动能越大。　 （2）在实验中，为什么让不同的小球从斜面的同一位置释放？ 目的是控制不同质量的球在撞击木块时具有相同的速度。 （3）在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放？ 目的是控制相同质量的球在撞击木块时具有不同的速度。 （4）在实验中，应注意什么问题？ ①使用同一斜面(粗糙程度、倾斜程度都不变)； ②被撞击的是同一个木块； ③木块放置的水平面粗糙程度不变； ④使球运动的路线与木块的中心在同一直线上。 基础检测(限时30min) 1．在飞机水平匀速飞行，并不断空投物资的过程中，飞机的：（　　） A．动能不变，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能和重力势能都减小 D．动能和重力势能都增大 【答案】C 【解析】在飞机水平匀速飞行并不断空投物资的过程中，速度不变、高度不变，但质量变小，故动能、重力势能都在减小。故ABD不符合题意、C符合题意。 故选C。 2．科技兴农赋能乡村振兴，如图所示，农业工作人员正在使用无人机给农作物喷洒农药。无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的（    ） A．动能变大 B．重力势能变大 C．动能变小 D．重力势能不变 【答案】C 【解析】无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，高度不变，速度不变，但质量变小，则动能减小，重力势能减小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．据统计，今年国庆节期间，有“天下一绝”、“世界梯田原乡”之称的龙胜龙脊梯田景区接待国内外游客12.15万人次。图为游客乘坐缆车观赏梯田的情景，当游客乘坐缆车匀速上升时，关于缆车的能量变化，下列说法正确的是（   ） A．动能不变，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能减小，机械能不变 C．动能增大，势能不变，机械能增大 D．动能减小，势能增大，机械能不变 【答案】A 【解析】当游客乘坐缆车匀速上升时，缆车的质量和速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能包括动能和势能，机械能增大。 故选A。 4．踢毽子是一项常见的健身运动，课间，同学们一起踢毽子锻炼身体，踢出去的毽子在向上运动的过程中（　　） A．毽子的重力势能增大 B．毽子的运动状态不变 C．毽子受到惯性的作用 D．毽子的机械能不变 【答案】A 【解析】A．毽子向上运动的过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加，故A正确； B．毽子在向上运动的过程中将动能转化为重力势能，毽子的速度变小，所以毽子的运动状态改变，故B错误； C．毽子具有惯性，不能说毽子受到惯性作用，惯性不是力，故C错误； D．毽子向上运动的过程中受到空气阻力的作用，机械能减少，故D错误。 故选A。 5．飞机把救灾物资运往地震灾区，到达灾区后飞机做水平匀速飞行，在物资空投的过程中，飞机的动能将 ，飞机的重力势能将 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 【答案】 减小 减小 【解析】[1][2]动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的高度、质量有关。飞机做水平匀速飞行，其速度、高度不变，在物资空投的过程中，飞机的质量减小，因此飞机的动能减小，重力势能也减小。 6．10月19日，“奔跑吧·少年” 2024年陕西省青少年体育俱乐部射箭联赛总决赛在礼泉县袁家村举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 能，箭的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 弹性势 动 减小 【解析】[1]物体由于发生弹性形变而具有的能为弹性势能，因此将弓拉弯，此时的弓具有弹性势能。 [2][3]射出的箭在空中下落的过程中，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越大，因此重力势能主要转化为动能，因箭下落过程中需要克服摩擦做功，因此箭的机械能减小。 7．2024年4月30日，太空“出差”半年的神舟十七号乘组汤洪波、唐胜杰、江新林成功返回地球家园。返回舱在减速降落过程中，表面温度高达到3000℃以上，返回舱所受合力的方向是向 的，机械能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）。 【答案】 上 减小 【解析】[1]返回舱向下做减速运动，此时返回舱受到的阻力大于其受到的重力，所受合力的方向是向上的。 [2]返回舱在减速降落过程中，质量不变，速度减小，高度减小，则动能减小，重力势能减小，因物体的机械能为动能与重力势能之和，所以，机械能减小。 8．2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射（如图）。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的 ，火箭加速升空的过程其机械能将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。    【答案】 热值 增大 【解析】[1]偏二甲肼的热值较大，相同条件下完全燃烧放出的热量较多，能够做更多的功。 [2]火箭加速升空的过程，质量不变、速度变大，动能变大；质量不变，高度升高，重力势能变大，则其机械能增大。 9．如图用钢球、木块和带有斜槽的长木板来探究物体的动能与哪些因素有关。 (1)如图甲，钢球在滚下斜槽的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过 来反映的。 (2)通过探究，小明得知动能的大小与物体的质量和速度都有关，他从课外书上看到如图乙所示的方案：用质量不同的两个钢球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块。想要验证钢球的动能与质量的关系，图乙方案的操作 （选填“能”或“不能”）控制钢球的速度不变。 (3)如图丙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。 【答案】(1) 重力势 木块移动距离的大小 (2)不能 (3)速度 【解析】（1）[1]小钢球在滚下斜面的过程中，高度越来越低，小钢球运动的越来越快，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。 [2]小钢球推动木块运动的越远，小钢球做的功越多，小钢球具有的动能越大，所以动能大小是通过木块移动距离的大小来反映的。 （2）钢球的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的，钢球获得动能推动木块移动的距离与弹簧压缩程度有关，与钢球的质量无关，故无法控制质量不同的物体速度相同，所以不可以探究动能大小与物体质量的关系。 （3）不同车辆的质量不同，如果车辆行驶的速度相同，质量大的动能大，危险性更大，所以交通管理部门对不同车型设定的最高速度，质量大的最高速度小。 10．图甲中小车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是小车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图， （1）则小车的重力势能在 点最大； （2）B点重力势能的大小 E点动能的大小，B点的速度 D点的速度（选填“大于”“小于”或“等于”）； （3）在这个过程中，小车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 【答案】 B 等于 小于 变化 【解析】（1）[1]由图乙可知，小车在C点动能最大，在B点时的重力势能最大。 （2）[2][3]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上，所以大小相等；小车在B点动能小于D点的动能，故B点速度小于D点的速度。 （3）[4]由图乙可知， 从B点到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过小车的机械能是变化的。 11．如图所示是正在航拍的无人机，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的最大上升速度为5m/s，机身质量为1.5kg，求： （1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要多长时间？ （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功是多少？ 【答案】(1)4s；(2)300J 【解析】解：（1）由题可知，无人机的最大上升速度为5m/s，由 可得，从地面飞到离地20m高处至少要的时间为 （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功为 答：（1）无人机从地面飞到离地20m高处，至少要4s； （2）无人机从20m高处降落到地面，重力做功有300J。 12．将一质量为0.5kg小球P从高度为4m，长为6m的斜面上，由静止下滑至水平面，小球在下滑过程中，重力所做的功和克服摩擦力所做功之差等于小球P动能的变化量。（已知动能表达式为Ek=mv2）求： （1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能； （2）小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功。 【答案】（1）4J；（2）16J 【解析】解（1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能 （2）重力所做的功 小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功 答：（1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能； （2）小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功16J。 拔高检测(限时30min) 13．如图是巴黎奥运会女子撑杆跳高决赛过程，下列有关说法不正确的是（　　） A．撑杆时手握杆的上部，是利用力的作用效果与力的作用点有关 B．加速助跑阶段，运动员机械能增大 C．在撑杆恢复原状的过程中，撑杆的弹性势能不断变小 D．运动员运动到最高点时，受到平衡力作用，此瞬间她的动能为零 【答案】D 【解析】A．力的作用效果跟力的大小、方向和作用点有关，撑杆时手握杆的上部，是利用力的作用效果与力的作用点有关，故A正确，不符合题意； B．在加速助跑阶段，运动员的质量不变，速度变大，动能增加，机械能增大，故B正确，不符合题意； C．在撑杆恢复原状的过程中，形变量减小，则撑杆的弹性势能不断变小，故C正确，不符合题意； D．李玲运动到最高点时，只受重力的作用，受力不平衡。运动员由于惯性，仍具有水平方向的速度，此瞬间她的动能不为0，故D错误，符合题意。 故选D。 14．电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进，并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中，扫地车整体的（　　） A．动能变小，重力势能变大 B．动能不变，重力势能变大 C．机械能增大，电能转化为机械能 D．机械能不变，动能转化为重力势能 【答案】C 【解析】AB．电动扫地车正沿斜坡向上匀速前进，并将地面上的垃圾吸入车内，其质量变大，速度不变，所以动能变大；高度变高，所以重力势能变大，故A不符合题意； C．扫地车的动能和势能均变大，所以机械能变大，且在此过程中，扫地车消耗电能，将电能转化为机械能，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 15．在2023年杭州亚运会滑板女子街式决赛中，年仅13岁的中国小将崔宸曦夺得金牌．如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图．运动员在滑台甲处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，不可能滑到滑台丙处的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员机械能守恒，以站立状态从甲开始滑行，到达丙时也是站立状态，两位置高度相同，重力势能相等，动能为零，所以运动员可能会滑到丙处，故A不符合题意； B．不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员机械能守恒，以站立状态从甲开始滑行，到达丙时是全蹲状态，在甲处时重力势能大于在丙处时，所以运动员可能会滑到丙处，故B不符合题意； C．不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员机械能守恒，以全蹲状态从甲开始滑行，到达丙时是站立状态，在甲处时重力势能小于在丙处时，所以运动员不可能滑到丙处，故C符合题意； D．不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员机械能守恒，以全蹲状态从甲开始滑行，到达丙时也是全蹲状态，两位置高度相同，重力势能相等，动能为零，所以运动员可能会滑到丙处，故D不符合题意。 16．学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 【答案】C 【解析】A．从O点到A点再到B点过程中，重力一直大于弹力，所以小明一直做加速运动，动能一直增大，故A错误； B．从A点到B点再到C点的过程，OA等于弹性绳的自由长度，虽然空气阻力不计，但是绳子的弹性形变程度增大，其弹性势能增大，绳子的弹性势能是由小明的机械能转化来的，所以小明的机械能减小，故B错误； C．从C点到B点，向上的弹力大于重力，所以小明向上做加速运动，从B再到A点过程中向上的弹力小于向下的重力，所以动能先增大后减小，故C正确； D．OA等于弹性绳的自由长度，所以从C点到A点绳子的弹性势能一直减小，A点弹性势能已变为零，从A点到O点弹性势能一直为0，故D错误。 故选C。 17．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化如图所示。CD段返回器的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”，下同），BC段返回器的机械能 ；AB段返回器动能减少量 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的增加量。 【答案】 变大 不变 大于 【解析】[1]CD段返变大回器的高度降低，重力势能减小，重力势能转化成动能和内能，因此CD段返回器的动能变大。 [2]BC段返回器在大气层外，只有重力做功，BC段返回器的机械能不变。 [3] AB段返回器的高度升高，动能减少，重力势能增大，由于空气阻力，动能转化成重力势能和内能，AB段返回器动能减少量大于重力势能的增加量。 18．如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。 【答案】 小球 速度 相同 c 【解析】[1][2]让小球从斜面上滚下，小球运动，具有了动能。故此实验是探究小球动能大小与哪些因素有关。小球动能的大小是通过它推动木块的距离大小比较出来的。同一小球，质量不变；让小球从不同高度滚下，使小球到达平面时的速度不同，故此实验是探究小球动能大小与速度的关系。 [3]小球质量大小不同，受到的重力大小也不同，但由于小球受到的重力与小球的质量成正比，故在重力作用下，小球从同一高度滚下过程中，它们速度的变化程度是相同的，所以它们到达平面时的速度也是相同的。 [4]轨道是光滑的，且不考虑空气作用力，所以在整个过程中机械能没有损耗。在A点，小球有重力势能，没有动能；在B点，小球同时具有重力势能与动能。所以小球离开B点后到达最高点时，它的重力势能与动能总量与它在A点的重力势能相等，即它在B的点的重力势能小于它在A点的重力势能，故小球离开B点后的最高点比A点低。同时由于惯性，小球离开B点后还要继续上升。故它的轨迹最有可能是c。 19．如图甲是蹦极运动过程示意图，小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙（不计空气阻力）。 (1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F （填“大于”“等于”或“小于”）G； (2)图像中a曲线表示 能的变化情况； (3)图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为： 。 【答案】(1)小于 (2)动 (3)动能转化为弹性势能 【解析】（1）小文同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，AB阶段弹性绳的形变小于B点，故弹力小于B点的弹力，因而AB段小江受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F小于G，做加速运动。 （2）刚开始下落的OA阶段，弹性绳子没有形变，不具有弹性势能，说明b是弹性势能的曲线，而刚开始下落就做加速运动，具有动能，则a是动能的曲线。 （3）由于C点的高度低于B点，因而B点动能最大，此时还有重力势能，从B到C，动能和重力势能都转化为弹性势能，因此图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为动能转化为弹性势能。 20．如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ，然后解释该结构工作的原理 。 【答案】 B 缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化 【解析】[1]A．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故机械能减小，故A错误； B．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故B正确； C．垫块的动能转化为弹性势能和内能，故C错误； D．弹簧的弹性势能转化为动能和内能，故D错误。 故选B。 [2]工作原理：缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化。 21．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，不考虑空气阻力。 (1)实验中通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较；若将甲、乙两图中的木块均移走，并适当调节斜面倾角和钢球释放高度， （选填“能”或“不能”）研究物体的动能大小与速度的关系； (2)实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“<”或“=”）木块克服摩擦力所做的功。若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 （填写序号）； A．换质量更大的木块        B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于的钢球    D．换质量小于的钢球 (3)小华还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为，B小球通过凹形槽的时间为，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 【答案】(1) 木块移动的距离 钢球 甲和乙 能 (2) > D (3)A 【解析】（1）[1][2]钢球从斜面上滚动，到达水平面时具有一定的动能，撞击木块做功，所做的功越多，木块移动的距离越远，所以实验中通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小。 [3]用来研究超速安全隐患，即探究动能与速度的关系时，应保持质量不变，改变钢球到达水平面的速度，则钢球从斜面静止滚下的高度不同，所以应选择甲和乙两图所示实验。 [4]当斜面倾角足够小，钢球释放高度足够低，小球可在水平面上停下，且两次实验，小球在斜面上静止滚下的高度不同，可通过小球停下的距离来比较其动能的大小，所以能研究物体的动能大小与速度的关系。 （2）[1]钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 [2]小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，而此实验主要是研究动能大小与质量的关系，因此钢球的速度应保持不变，而让钢球的质量不同。 A．换质量更大的木块，改变了木块所受摩擦力的大小，则不能通过木块滑行的距离来比较两种情况下钢球的动能大小，故A不符合题意； B．实验中需要控制速度相同，不能降低钢球的高度，故B不符合题意； C．换质量更大的钢球，则更容易使木块滑出木板，故C不符合题意； D．换质量更小的钢球，能缩短木块移动的距离，故D符合题意。 故选D。 （3）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，这个过程的平均速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，最后的速度等于初速度，则这个过程的平均速度小于初速度。在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，这个过程的平均速度大于初速度，运动在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，最后的速度等于初速度，则这个过程的平均速度大于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过时间较长的是小球A。 22．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明设计了如图甲所示的装置进行探究。 (1)将弹簧、正方体木块按照如图甲放置在粗糙的水平面上，弹簧左侧固定，手移动木块将弹簧压缩不同程度后，松手释放木块，木块由静止向右运动，最终停下；分别测量出木块移动的距离。实验中，弹簧的 能转化为木块的 能，最终转化为 能。 实验中，小明又发现在水平桌面上运动的木块离开桌面后，会沿着曲线运动并最终到地面上。物体离开桌面后在水平方向运动的距离与哪些因素有关呢？他提出以下三个猜想： 猜想1：与物体离开桌面时的速度有关； 猜想2：与物体的质量有关： 猜想3：与物体离地面的高度有关 (2)为此，小明设计如图乙所示的实验装置，弹簧一端固定，用小球实验。为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持 不变，将弹簧压缩到不同的长度，比较小球离开桌面后，在水平方向运动的距离s。最终证明猜想1是正确的。 (3)小明接下来想探究猜想2，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放后，比较小球水平运动的距离，然后得出结论。你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： 。 (4)小明添加测速仪，进行了正确的实验，并记录数据如下： 序号 质量m/g 速度 离地高度H/cm 水平飞行距离s/cm 1 5 5 20 10 2 10 5 20 10 3 15 5 20 10 4 20 5 45 15 5 25 5 80 20 6 30 5 125 25 7 50 5 40 ①有同学认为根据表格中的数据，无法得出物体离开桌面后在水平方向上运动的距离与物体离地面高度的关系，你 （选填“同意/不同意”）这个观点同意吗？请说出理由 。 ②根据表格中的数据，在图丙作出图像。( ) ③表格中缺失的数据应该是 。 【答案】(1) 弹性势 动 内 (2)小球的质量与桌面的高度 (3) 没有控制小球离开桌面的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球从同一高度的桌面飞出的水平距离 (4) 不同意 见解析 见解析 320 【解析】（1）[1][2][3]依题意得，被压缩的弹簧推动木块，弹簧将弹性势能转化为木块的动能，木块运动过程中，不断克服摩擦力做功，最中停在水平面上，因此木块的动能最终转化为内能。 （2）为了验证猜想1是否正确，小明应保持小球的质量与桌面的高度相同，改变小球物体离开桌面时的速度。 （3）[1]小明接下来想探究猜想2，要控制小球离开桌面时的速度与桌面的高度相同，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，弹簧的弹性势能相同，小球获得的动能相同，小球的质量不同，小球离开弹簧后的速度不同，导致小球离开桌面时的速度不同，即存在的问题是没有控制小球离开桌面时的速度不同。 [2]为了确保小球离开桌面的速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球从同一高度的桌面飞出的水平距离。 （4）[1][2]由1、2、3实验得，控制小球的速度与离地高度相同，只改变质量时，水平飞行距离相同，说明小球离开桌面后在水平防线运动的距离与质量无关；实验3~6，小球的质量与离地高度不同，速度相同，离地高度越高，小球水平飞行距离越大，说明物体离开桌面后在水平方向上运动的距离随物体离地面高度增加而增大。 [3]根据3~6的实验数据在表格中描点，并用曲线将点连接起来，如图所示： [4]由表格中数据得，离地高度H由20cm变为45cm，飞行距离由10cm变为15cm ， 离地高度H由20cm变为80cm，飞行距离由10cm变为20cm ， 离地高度H由20cm变为125cm，飞行距离由10cm变为25cm ， 说明离地高度变为原来的n2倍时，水平飞行距离s变为原来的n倍，在当水平飞行距离s变为40cm时 此时离地高度为 即表格中缺失的数据应该是320。 23．如图所示，圆柱体物体高为2m，底面积为200cm2，密度为2.5×103kg/m3，水的密度为1.0×103kg/m3，某人在河边通过图示滑轮装置（滑轮、绳子质量和摩擦均不计）将该物体从水中以0.2m/s的速度匀速拉起，水面高度始终不变，人手中绳子能承受的最大拉力为400N，g取10N/kg。某时刻，圆柱体下底面距离河面为5m；求： （1）从此时算起，经过多长时间绳子将被拉断？ （2）在上述过程中，人所做的功是多少焦耳？ （3）已知一个物体重力势能的变化（ΔEP）等于该物体的重力（mg）与该物体重心高度的变化Δh的乘积，公式为ΔEP＝mgΔh，试求上述过程中水的重力势能的变化为多少？ 【答案】（1）20s；（2）2500；（3）1500J 【解析】解：（1）物体的重力 G＝mg＝ρshg＝2.5×103kg/m3×2×10-2m2×2m×10N/kg＝1000N 滑轮、绳子质量和摩擦均不计，则滑轮组对圆柱体的拉力F物＝2F（F为人的手中绳子自由端的力），F最大拉力为400N，此时，绳子刚好被拉断，对物体分析，物体受到重力G，浮力 F浮＝ρgV排 和滑轮组对它的拉力F物 G＝F浮+F物 即 1000N＝1×103kg/m3×10N/kg×V排+2×400N 得到V排=0.02m3，露出水面的高度为 圆柱体上升的高度为 H＝5m+1m﹣2m＝4m 故所用时间为 （2）物体未露出水面时，拉力不变，露出水面的过程中，拉力均匀增加。未露出水面时，物体受到重力、滑轮组对它的拉力F物1，和浮力F浮，其中， F浮＝ρgV排＝103kg/m3×10N/kg×2m×200×10﹣4m3＝400N 因物体匀速运动，这三个力平衡，故，绳子自由端拉力 F物1＝G﹣F浮＝1000N﹣400N＝600N 做功 W1＝F物1×s1＝600N×3m＝1800J 露出水面的过程中，滑轮组对物体的拉力从600N均匀的增加到800N，做的功可用拉力的平均值计算 故人所做的功为 W＝W1+W2＝1800J+700J＝2500J （3）物体上升的高度为Δh＝H＝4m，物体重力势能增加 ΔEP＝mgΔh＝GΔh＝1000N×4m＝4000J 人对物体做功为2500J，故水对物体做功 W3＝ΔEP﹣W＝4000J﹣2500J＝1500J 故水的重力势能的变化为减少1500J。 答：（1）经过20s绳子将被拉断； （2）人所做的功是2500焦耳； （3）水的重力势能的变化为减少1500J。 24．已知物体动能的表达式为，重力势能的表达式为，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算： （1）物体在A点时具有的重力势能是多少？ （2）物体到达B点时的速度是多少？ （3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？ （4）物体在水平面上滑行的距离是多少？ 【答案】（1）1.6J；（2）4m/s；（3）0.4N；（4）4m 【解析】解：（1）物体在A点时具有的重力势能为 （2）由于机械能守恒，所以 即 可得物体到达B点时的速度 （3）根据 由题意知： （4）根据题意 即 解得 答：（1）物体在A点时具有的重力势能是1.6J； （2）物体到达B点时的速度是4m/s； （3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N； （4）物体在水平面上滑行的距离是4m。 25．物理跨学科实践让同学们运用综合知识分析所涉及到的问题，培养解决问题的能力。 （1）汽车在上山时，它的重力势能 （填“增大”或“不变”或“变小”）。该汽车的重量约为1.5t，它从地面到80m高的山上用时2min，克服重力做功的功率 W，上山时，由于汽车发动机功率不变，为保证安全，会降低速度行驶，当速度降低50%时，所获得的牵引力为原来的 倍； （2）目前全球在轨卫星数量高达4000多颗，卫星在从远地点向近地点运行的过程中，它的速度 （填“变大”或“不变”或“变小”），为使卫星在预定航道上运行，备要足够的速度平衡引力与离心力，所以在制造卫星时， （选填“需要”或“不需要”）考虑阻力对速度的影响； （3）黑胶唱片深受音乐发烧友的喜爱。唱片声音是由物体 产生的，通过规律振动记录下来，以便声音重现；如图，黑胶唱片上有超细的 （选填“锯齿”或“光滑”）状轨道。当唱针在里面滑动时，就会因为锯齿轨道而产生极细微的振动，而这些振动再经由唱头内部的缝隙并磁铁产生电磁感应，将那些刻在轨道中的声音波纹转换为声音电磁讯号，就像 选填（“麦克风”或“扬声器”），最后经由功放把电磁声音讯号放大到能推动喇叭的程度，最后我们就能听到声音啦！一张12寸黑胶唱片，最外圆轨道周长约100cm，最内圆轨道周长约45cm，之间凹槽处为音轨，利用唱片机将唱针放在最外圈轨道上即可插放乐曲，唱片视为匀速转动。在听唱片时，若唱针走完整个音轨厚度一半时，所用时间为30min，那么唱针走完剩余轨道所需要的时间约为 min（保留整数）。（选填“5”或“10”或“15”或“20”） 【答案】 增大 1×104 2 变大 不需要 振动 锯齿 麦克风 20 【解析】（1）[1]汽车在上山时，它质量不变，高度升高，重力势能增大。 [2]该汽车的重量约为1.5t，它从地面到80m高的山上用时2min，克服重力做功的功率 [3]上山时，由于汽车发动机功率不变，为保证安全，会降低速度行驶，当速度降低50%时，由得，所获得的牵引力为原来的2倍。 （2）[4]卫星在从远地点向近地点运行的过程中，将重力势能转化为动能，动能增大，质量不变，它的速度变大。 [5]太空中处于真空状态，卫星运动过程中不受阻力作用，因此在制造卫星时，不需要考虑阻力对速度的影响。 （3）[6]声音是由物体振动产生的。唱片声音是由物体振动产生的。 [7]由材料信息得，当唱针在里面滑动时，就会因为锯齿轨道而产生极细微的振动，说明黑胶唱片上有超细的锯齿状轨道。 [8]麦克风的工作原理是电磁感应现象，扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，由材料信息得，唱针滑动时，产生的振动再经由唱头内部的缝隙并磁铁产生电磁感应，而这些刻在轨道中的声音波纹转换为声音电磁讯号，就像麦克风。 [9]由得，最外圆轨道半径为 最内圆轨道半径为 若唱针走完整个音轨厚度一半时，唱针所在音轨的半径为 设走过的轨道数与剩余的轨道数均为n，由得，剩余音轨的面积是走过音轨的面积的 唱片视为匀速转动。在听唱片时，所用时间为30min，那么唱针走完剩余轨道所需要的时间约为 26．阅读短文，回答问题。 多功能喷洒车 某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。 喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。 最大能效 喷水最大流量 120L/min 水箱容积 柴油机效率 50% 发电机效率 80% (1)喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min； (2)下列关于雾炮机的说法正确的是___________； A．风机、转向机都是将机械能转化为电能 B．水泵和液压泵串联在电路中 C．水离开喷嘴处后，风机产生的强风仍对水做功 D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆 (3)某次喷洒车以10m/s匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还能实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为，求该过程中：该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min需要消耗柴油 kg。 【答案】(1) 变小 10 (2)D (3) 60 1 【解析】（1）[1]喷洒车在水平路 面匀速前进喷水的过程中，喷洒车内的水不断减少，水的质量不断减小，速度不变，动能变小。 [2]若一直以最大流量喷水，注满一箱水，最多可喷洒的时间为 （2）.A．“发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电”，发电机是将机械能转化为电能，风机、转向机、水泵和液压泵是将电能转化为机械能的，故A错误； B．“水泵和液压泵可独立工作”，所以液压泵和水泵并联在电路中，故B错误； C．水离开喷嘴处后，不再受到风机力的作用，因此不做功，故C错误； D．“机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心”，喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆，故D正确。 故选D。 （3）[1]最大能效的定义为：当以最大射程和流量工作时，最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，即：最大能效=最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，喷水最大流量 发电机输出功率 最大能效 所以 解得最大射程s=60m。 [2]发电机输出功率 工作时间 则发电机输出的电能 发电机消耗的机械 酒水车运动的路程为 牵引力F =4000N，则酒水车牵引力做的功 柴油机输出的机械能 柴油燃烧放出的热量 由可知，消耗的柴油质量为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$